系杆拱桥施工关键技术

系杆拱桥施工关键技术（精选8篇）

篇1：系杆拱桥施工关键技术

系杆拱桥施工技术

概述

系杆拱是一种无推力的拱式组合体系，通过将主要承受压力的拱肋和主要承受拉力的系杆组合起来，共同承受荷载，这样就充分发挥被组合的简单体系的特点及组合作用，以到达节省材料和降低对地基的要求的目的。

系杆拱桥是外部静定结构，兼有拱桥的较大跨越能力和简支梁桥对地基适应能力强的两大特点，因此在桥面高程受到限制而桥下又要求保证较大净空〔桥下净跨和净高〕，或当墩台根底地质条件不良易发生沉降，但又要求保证较大的跨度时，要优先采用系杆拱桥。

系杆拱结构

系杆拱桥一般由拱肋、吊杆、系杆、横梁、桥面系等组成。结构见图1。拱肋一般为钢筋砼或钢管拱结构。系杆一般为型钢或预应力钢筋砼结构。吊杆一般为预应力钢筋砼、圆钢或高强钢丝束。

图1

系杆拱结构

系杆拱桥施工工艺

3.1

系杆拱桥常用施工方法

系杆拱桥根据拱肋和系杆相对刚度不同，分为柔性系杆刚性拱〔EI拱/EI系＝80～100〕、刚性系杆柔性拱〔EI拱/EI系<1/80〕、刚性系杆刚性拱〔EI拱/EI系＝1/80～80〕。对于柔性系杆刚性拱桥，由于系杆只承受拉力，施工时抗弯能力较差，多采用就地现浇法施工；对于刚性系杆柔性拱，由于刚性系杆作为偏心受拉构件，有抵抗拉力和弯矩的能力，可采用就地现浇法施工或预制装配法施工；对于刚性系杆刚性拱桥，由于系杆和拱肋刚度大，均能承受轴力和弯矩，施工中可采用就地现浇法施工、整体拼装施工或整体拖拉〔顶推〕施工。实际施工中，由于场地和其它条件限制，多种方法可交叉使用。

下面介绍常用的系杆拱桥施工方法：先梁后拱的施工方式，设临时支墩，拖拉架设支架粱，在支架梁上立模现浇系梁，张拉局部预应力索，再在系梁上搭设支架安装并焊接钢管成钢管拱，然后由拱脚向拱顶对称泵送无收缩混凝土形成钢管混凝土拱肋，安装并张拉吊杆，撤除系梁支架，调整好吊杆力，施工二期恒载及桥面系，复测并调整吊杆索力至设计值，至此，系杆拱桥施工完成；

3.2

施工工艺

3.2.1

施工工艺框图〔见图2〕

临时支墩安装

支架梁组拼

支架梁拖拉就位

系杆施工

在系杆上搭设支架

在支架上安装拱肋及横向连接

拱肋砼浇筑

安装吊杆

撤除支架梁

安装横梁

桥面系施工

局部预应力张拉

图2

系杆拱桥施工工艺框图

3.2.2

临时支墩施工

临时支墩在桥孔内设置，拖拉时要承受拖拉的反力、纵横向风载、支架梁上下墩和墩顶移动时的水平荷载及拖拉中产生的冲击力，系杆现浇时要承受系杆的自重及施工荷载，因此要具有足够的强度和刚度。临时支墩由根底、墩身、顶面滑道及上墩下墩设施等组成。根底一般为桩基，墩身用万能杆件或贝雷架组拼。上墩下墩设施采用牛腿及千斤顶：在支架梁前端焊一牛腿，在临时支墩墩顶及牛腿间设置千斤顶。千斤顶底座下布设小滚轴，一面顶起一面移动，直到支架梁的上滑道到达支墩顶面受力后，再撤除千斤顶。

3.2.3

支架梁组拼

支架梁为连续梁，既要保证拖拉时不变形，又要保证作为系梁现浇时的支撑，要具有足够的刚度。根据计算支架梁采用单层双片式**式军用梁拼装而成。长度为：跨度＋12米。支架梁的拼装在事先搭好的平台上进行，宽度为10米，长度不小于35米。用设在平台两侧的龙门吊将杆件吊至平台上，当拼装长度到达30米后，开始拖拉，拖拉一段，拼装一段，直到到达设计长度。

3.2.4

支架梁拖拉

支架梁前端布置牵引系统，包括锚锭、定滑车组、动滑车组、穿绕的钢丝绳等。牵引动力为单卷筒慢速电动卷扬机。钢丝绳通过转向滑车接入卷扬机。下支架梁前方设置制动系统，包括与牵引系统相同的滑车组、钢丝绳和卷扬机等。

3.2.4.1

滚移设施和滑道的设置

滚移设施和滑道的结构见图3。

图3

滚移设施和滑道的结构

⑴滑道设置

对设在支架梁底面和支墩顶面的上下滑道，要求有充分的长度，外表平整，刚度大，能均匀分布反力，结构简单，拆装方便，两端易于吞吐辊轴或滑块。对于支架梁底面的上滑道由纵向垫木、枕木、滑道钢轨及吊枕几局部组成。纵向垫木与支架梁等宽，滑道钢轨一般选用38公斤以上的钢轨，1-3跟并列，用道钉反钉在横木上，钢轨间距15-16毫米。支墩顶下滑道与上滑道相对，钢轨数目比上滑道多1-2跟，一般为2-4跟。下滑道长度依据顺桥向宽度决定。

⑵滚滑设施

滚滑设施包括滑板、辊轴、滚轮箱、走轮和聚四氟乙烯滑块等。滑板一般采用较厚的钢板，在钢板两侧焊接角钢作为导向，滑道顶面涂润滑油。辊轴一般可采用圆钢截锯使用，荷载较大时须经过镟削加工并经过热处理。

3.3.4.2　牵引设施

牵引设备采用单卷筒慢速电动卷扬机。牵引动力按下式计算

F=KΨQ＋GQ

F：牵引力

Ψ:滑道摩擦系数

Q：下支架梁自重

G：坡度

一般将F取为下支架梁自重的5％。在施工实践中为了便于控制下支架梁前进方向和速度，要设置制动设施，制动设施所需牵引力为：

F=K(0.4AW-ΨQ+GQ)

K：平安系数，一般为3-5

A：下支架梁横向受风面积

W：风荷载强度

Ψ:滑道摩擦系数

Q：下支架梁自重

G：坡度

3.3.4.3　下支架梁拖拉

开动卷扬机，缓慢牵引下支架梁前移，下支架梁没上第一个支墩前，要保证下支架梁的重心在拼装平台上。为改善在牵引过程中，出现的脉冲式跳跃前进现象，需尽可能缩短钢丝绳长度，加粗钢丝绳直径，换用大功率的滑车组。为保证拖拉方向，需在下支架梁外侧安装导向角钢；在支墩两侧安装侧向支架，内置千斤顶调整下支架梁横向位置。在拖拉过程中，要做好中线的观测工作，遇有偏斜时随时纠正。纠正方法是打斜局部辊轴，使下支架梁转移。纠正时不要操之过急，否那么会发生摇晃、滑道变形等情况或事故。

3.2.4　系杆施工

3.2.4.1　系杆钢筋砼施工

下支架梁拖拉就位后，在上面即可进行系杆现浇钢筋砼施工。系杆一般为预应力钢筋砼结构，断面为工字型。施工顺序：立模→钢筋绑扎→砼浇筑。

3.2.4.2　系杆预应力张拉要领

预应力钢束的张拉一般应分期分批进行。由于施工过程中的一期和二期恒载是通过拱肋逐步传递给系杆的，即拱肋传递给系杆的推力是随工况逐步增加的，所以，预加应力宜与施工中逐步增加的拱脚水平推力同步，以使系杆中产生的恒载拉力与预加应力相互平衡，防止过度集中施加预应力时可能出现的压杆失稳、截面压应力超限及截面局部开裂。对应于一期和二期恒载，预应力钢束可分为两期张拉，每期张拉又可划分为与工况对应的批数。

一期预应力需考虑的内容有：

a.一期恒载产生的系杆拉力。即形成系杆拱体系后，拱胁、系杆〈纵梁〉、横梁及行车道板的自重在拱脚部位产生的水平推力。

b.平衡一期恒载的系杆纵梁〉弯曲拉应力。

c.一期预应力损失。

d.一期预应力储藏量。

一期预加应力总值表示为

Ny1=NG1

+

NM1

+

Ns1

+

△Ny1

⑴

二期预应力是在系杆拱的外部静定体系形成以后张拉。此时，一期恒载产生的拱脚推力已与一期预应力抵消，应力损失较大。二期恒载产生的拱脚水平推力、系杆〈纵梁〉弯曲拉应力，活载所需之永存预应力等都必须在二期预应力中施加。同时由于一期预应力是随工况的进展而逐步施加的，故对拱肋内力一般无明显影响；但因系杆拱的拱轴系数没有多少选择余地,装配成形的拱肋在其自重作用下必然存在一寇数量的正弯矩，故需在二期预应力施加过程中对拱肋弯矩进行调整。通常是在二期预应力施加过程中，有意识地加大张拉吨位，使系杆〔纵梁〕产生压缩变形，造成两拱脚对称地向跨中相对移动微小位移，从而在拱肋中形成附加的负弯矩，以便抵消拱胁自重产生的正弯矩。因此，二期预应力总值表示为

Ny2

=

NG2

+

NM2

+

NS2

+

△Ny2

+

Ny

⑵

在式⑴

和⑵中：

Ny1、Ny2

—一

一期和二期预应力总值；

NM1、NM2

一一

为平衡一期、二期恒载在系杆〈纵梁〉中产生的弯曲拉应力所需之预应力；

NG1、NG2

一一

为平衡一期、二期恒载作用下拱脚水平推

力所需之预应力；

NS1、NS2

一一

一期和二期预应力损失；

Ny

一一

抵抗活载的永存预应力；

△Ny1、△Ny2

一一

一期和二期预应力储藏量。△Ny2中还应

包括使两拱脚向路中产生相对位移所需之预应力。

3.2.5　钢管拱肋施工

3.2.5.1　钢管拱肋加工

钢钢管拱在工厂内加工，采用组对预拼一体化施工，即在1:1大样场地上组对，一个单元体完成后，不运走，下一个单元体组对过程中兼顾对口情况，这样，一个单元体出台后，即可发运安装，不必集中预拼运输，节约了场地，减少了工作量，为安装争取了时间。

为保证加工质量，加工前制定了详细的工艺流程如下：

材料复检→放样划线→检查→切割下料→刨边坡口加工→检查→肋管卷制→焊接→检查→肋管组对、焊接→检查→腹板拼焊→检查矫圆

3.2.5.2　支架施工

根据拱肋分段，在每个接头处设一支架墩，支架墩支在已浇筑成型的系梁上。支架墩采用万能杆件拼装。支架墩两侧向埋设专用地锚，将支墩顶部拉住，加强稳定，纵向也以钢丝绳拉住，以抵抗架拱时的纵向推力。结构见图4。

图4

支架结构

3.2.5.3

钢管拱肋安装

单元体运至现场后，即可开始安装，安装采用缆索吊。缆索吊采用拉固在墩位的横向拉索充当临时缆风。扣索通过2×4米万能杆件单悬臂临时塔架〔扣塔〕，锚固到缆吊主锚位置的预留索位上〔即：通扣〕。预留索与塔扣之间通过滑轮组连接，卷扬机提供收缆动力。

根据墩帽施工要求，先将拱脚段安装，然后再安装其他单元体，安装顺序为：

施工准备→拱脚安装→立柱柱脚→安装横撑→安装第二单元体→安装立柱柱脚→安装横撑→安装第三单元体→安装立柱柱脚→安装横撑→安装第四单元体〔合拢段〕→安装立柱柱脚→安装横撑→安装斜撑→防腐油漆→工程验收

⑴拱脚段安装

根据钢管拱拱脚部位的结构形式，为保证安装精度，拱脚在墩帽浇筑前进行安装，拱脚安装前，在墩身平台上安装板凳支座，墩身顶面已在相应位置预埋了钢板，板凳支座与预埋钢板焊接牢固，拱脚段前端临时支墩上搭好平台，平台上放置活动支座。

拱脚吊装前，分别在板凳支座及活动支座放出该段的安装中心十字线，点焊挡板，并调整相应标高，然后将拱脚段吊装就位，进行拱管中心线及拱管标高的测量、调整，到达要求后，在下端以型钢斜撑将拱脚固定。固定时在拱管两侧各加一根Ib25工字钢，以固定左右位置，在腹板两侧与腹板平行方向各加一根Ib40工字钢，Ib40工字钢上部顶在N1板内侧，下端在预埋钢板上，以防止拱肋的轴向位移。同时在下管下缘加一根Ib40工字钢，以增加垂直受力点，防止下管因受力过大而变形。这样，拱脚下端就完全固定，使拱肋架设时不会因温度和加载的影响导致拱脚向下位移及左右偏位，在拱脚段上端以倒链、钢丝绳固定，然后即可开始安装柱脚及横撑，见图4。

⑵单元体安装

根据安装顺序，厂内按编号发运单元体，单元体安装前，在接口处的临时支墩上搭好平台，平台距拱肋下缘的距离控制在0.5-1m之间，放好临时活动支座。

单元体吊装时，在两端各挂两个倒链，根据其安装角度，将导链长度调整至根本适宜的范围内，以减少空中工作量。使用缆索吊将单元体吊至安装位置，平稳下落，在即将到位时，调整倒链，使前端稍高，后端与已安装段对口，然后再下落，将前端落至准确位置，临时支座焊接牢固。整个安装过程中，测量要跟踪作业，保证安装位置准确。调整完成后，以钢丝绳、倒链固定，开始焊口整形。一组单元体安装好后，及时将该段内的横撑安装，以增大刚度，抵抗温度变形。横撑装好，开始拱肋接口焊接。

⑶立柱柱脚及横撑的安装

柱脚是横撑安装的固定点。先在拱背上准确放出柱脚的位置，然后吊装就位。横撑分两段安装，安装时，在缆索吊横梁下再吊一根扁担梁，Ⅰ段悬于扁担梁上，吊至安装位置，将扁担梁固定在柱脚上，缆索吊移走，调整Ⅰ段的位置。Ⅱ段先安装上、下两节管，然后上腹板。Ⅱ段一般预留100m余量，根据实际量测量结果再修正。为防止焊接引起拱肋收缩变形，每单元体横撑安完后，应在下一组单元体及其横撑安装完成后，再焊接。

⑷合拢段的安装

墩帽砼强度到达80%方可进行合拢段的安装。合拢段是钢管拱形成的关键，起到调整全拱单元体焊接收缩、热膨胀、线型等重要作用，并完成体系的转换，因此必须制定详细的方案，准确量取数据。

首先，对环境温度进行连续测量至少48小时的数据，确定合拢的最正确时间。本桥的合拢温度为10-15℃，因此决定在夜间最低温度时进行，同时，测量合拢口的距离，与确定的合拢温度时合拢段长相比拟，留出适当间隙量，切割下料，一次切出坡口打磨合格，每根管的测点不少于8个，以保证数据准确。

考虑合拢的对称性，半幅两条拱肋必须连续完成，以免温度变化时造成拱肋偏移。根据合拢操作所用的时间，决定每晚合拢两条拱肋即半幅。晚上派专人观测温度变化，一矣气温降至合拢温度，马上开始作业，操作过程应平稳进行，第一个合拢段就位后，马上进行第二个合拢段吊装，同时进行第一个合拢段的修口、固定、点焊。两条拱肋全部合拢后，四个接口每个接口两个电焊工同时开始对称连续作业，直至全部焊完。之后，测量中线、标高与设计安装轴线进行核对，合格后安装横、斜撑。

3.2.5.4　拱肋砼灌注

钢管拱全部合拢验收合格后，即可落架。落架前，将各拱肋的观测数据做好，便于以后比照。将拱上荷载近似按均布考虑，根据其变形曲线和支架布置情况，决定落架顺序为：首先将拱脚处两支点同时解除，第二步将中间的支架同时解除，最后是L/4附近的支架解除，完成落架。每半幅的两条拱肋要同时落架。落架后，观测拱肋的变形，本桥跨中最大下沉量在2-3cm之间。

拱管混凝土为C50无收缩砼，要求较高。为满足设计要求，制定了施工工艺如下：

复测→安装注浆管、泵→两边同步压注腹板砼〔先压水泥浆润湿管壁，以下同〕→两边同步压注下管砼→两边同步压注上管砼→再次复测→砼填充度检查

砼压注时，为使砼压注过程中排气及上端离析砼的溢出，在每个压注单元最高处开孔，以φ80mm钢管接出。

腹板压注砼时其上间隔1m加装φ28拉杆，以抵抗混凝土的侧压力。

每个拱脚处布有三个压浆孔，要尽量错开布置，不得位于同一横截面上。压浆管与拱管的夹角小于30°，泵管连接简洁，尽量减少弯头，以减小砼的压注阻力。压浆口的切割应根据30°投影以样板划线切割，一次成型。压浆管要伸入拱管内10--20cm，焊接牢固，泵管的连接牢固紧密，不漏浆。

混凝土的压注由拱脚向拱顶对称均匀连续进行压注，两边的砼压注量尽量保持一致，防止拱肋偏压变形，压注要一次完成。压注砼前，先压入一定量的水泥浆，以润滑管壁，减少砼失水造成坍落度损失。压注过程中，人工随时敲打管壁，观察压浆速度，当发现一方过快时，应暂停，待另一侧压至同一位置时，再继续压注，另外，要密切注意泵压，当发现泵压突然增大时应立即停止压浆处理。砼压满时，从排气孔中溢出，此时应继续压注，将离析浆液排出，待溢出均匀的时，即可认为已压满。压浆后，泵压保持，以气焊烘烤压浆管，使管内砼速凝干硬，待完全固化后，撤除泵管。

3.2.6　吊杆施工

吊杆采用预应力混凝土吊杆，施工时在拱肋中预埋穿束管道，墩头处设置锚垫板，锚垫板下设数层水平钢筋网，以便将锚头集中力迅速传至混凝土截面中。对于拱肋顶板的预留孔洞，待全桥完成后，需要作便于检修及调索的遮盖。吊杆下端应将钢筋伸进系杆混凝土内，以保证受力效果。

吊杆施加预应力是系杆拱进行体系转换的关键工序，一方面具有裸拱加载的特点，另一方面是桥面行车道系从弹性地基梁转换成梁端弹性固结、吊点弹性支撑的弹性支撑连续梁，从而完成系杆拱的体系转换及受力特点。为了保证拱肋纵向和横向的稳定性，同时由于结构特殊性和体系转换时重量较大，因此吊杆预应力的张拉工序遵循了慢、细、严的准那么。慢：吊杆预应力总值并不大，但分为三期加载，使加载时间拉长，体系转换缓慢进行。第三期为复核张拉，使一期与二期预应力总和乘以1.02～1.10的提高系数。细：每批张拉都仔细地做了四项工作：〔1〕双控张拉；〔2〕加载分期加密，缩小步长；〔3〕测量纵梁的水平位移，观察钢绞线的变化。严：张拉一、二期预应力时，吊杆分批加载，顺序严格以拱顶分别向两侧推进。吊杆一、二期预应力每批张拉是先中片后边片。第三期预应力那么顺序相反，先边片后中片，每片中吊杆张拉顺序也与前两期顺序根本相反。第三期为复核张拉，以检查和补足一、二期预应力的总值，并调整纵梁下沉吊杆。第三期复核张拉结束后，拱肋与纵梁上的吊杆预留孔和吊杆套管内，均用砂浆压实并封锚，吊杆套管与拱肋、纵梁连接处焊牢。

4　施工考前须知

4.1在支架上安装钢管拱时，支架与拱的联结不宜过强。支架的纵向刚度一般不会太大，拱的轴向刚度较大，因而纵向温度力很大，如联结过强，那么导致支架前倾，不利于稳定，所以联结应适度，使拱肋前端自由变形，掌握其规律，加以控制。架设单元体时，应根据时间、温度确定其温度变形的方向，预设一反向预偏量，保证其方向在合拢温度时正确，否那么其调整相当困难，另外在单元体安装时，应有意识地向横向外侧预留一预偏量，以抵消横向联结系焊接时向内的收缩；

4.2关于拱管与腹板连接的焊接问题，应以等强为原那么。此处的焊缝受力状态是不利的，焊缝过强其作用并不大，而且还损伤拱管，在压浆时腹板上加拉杆以平衡砼的压力，因此，焊缝高度以拱管厚度控制为宜；

4.3钢管拱压浆结束后，无论拱管内的压力有多大，砼凝固后在拱顶部位仍存在一定的空隙，这是由于砼的自然沉落密实等原因造成的，实践中发现与掺膨胀剂的关系也不太大，为保证拱管内的密实，应钻孔补浆。

篇2：系杆拱桥施工关键技术

钢管混凝土系杆拱桥拱肋施工控制技术

文章主要介绍新浍河大桥主桥为60m钢管混凝土系杆拱桥,钢管混凝土拱肋各阶段施工过程控制,包括拱肋的加工,现场中段拱肋的整体焊接拼装,边段拱肋悬臂及中段拱肋整体安装技术,为同类桥梁施工提供有益的工程借鉴.

作 者：姚启海 Yao Qihai 作者单位：安徽省路桥工程集团有限责任公司,安徽,合肥,230001刊 名：安徽建筑英文刊名：ANHUI ARCHITECTURE年，卷(期)：200916(3)分类号：U448.22 U445.4关键词：钢管混凝土 系杆拱桥 拱肋 施工控制

篇3：提篮式系杆拱桥施工技术

某提篮式系杆拱桥为跨径120 m的简支钢箱系杆拱桥,结构为简支体系。拱脚间设置水平拉索,以平衡拱脚水平推力,水平拉索外设置ϕ350 mm钢保护套管。主桥为正交桥,采用两片拱肋,拱肋计算跨度120 m,矢跨比1∶6,拱肋为梯形箱形结构,顶宽1.3 m,底宽0.8 m,拱肋高2.0 m。拱肋平面与桥梁纵向竖直面夹角为8°。

主桥桥面系采用钢主梁与混凝土桥面板共同受力的组合梁,钢主梁为端横梁、中横梁及纵梁组成的梁格体系。端横梁采用箱形截面,截面尺寸为3.0 m(宽)×1.55 m(高)。标准横梁采用工字形截面,截面尺寸为0.25 m(宽)×0.35 m(高)。标准纵梁采用工字形截面,截面尺寸为0.16 m(宽)×0.25 m(高)。端横梁上设置牛腿支撑坡道结构。

端横梁、横梁、纵梁顶板均设置ϕ16×120 mm剪力钉,以保证主梁与混凝土桥面板间的连接。桥面采用钢筋混凝土面板,通过剪力钉与钢梁连接,桥面板横桥向宽5.0 m,板厚150 mm,通过桥面板内设置的纵向预应力束给桥面板施加预压应力,以平衡活载引起的桥面板拉力,避免桥面板混凝土受拉。

拱脚间采用水平拉索,根据施工阶段逐步施加水平拉力以平衡拱的推力。吊杆顺桥向为竖直吊杆,横桥向与竖直面夹角为8°,间距3.0 m,吊杆采用成榀吊杆。

2 桥位拼装支架

主桥采用桥位搭设支架拼装成桥,支架中跨保留34 m×7 m的通航净空,通航水位按实测水位标高2.1 m考虑,通航净空与支架纵梁下缘预留0.5 m安全高度。

支架在水中设支墩以减少跨越结构的工程量,每道拱肋对接焊缝位置的上下游各设一支墩,纵横梁格拼装支架和拱肋拼装支架采用同一基础,全桥共在运河中设4个支墩,每个支墩基础采用8根ϕ426×8钢管桩打入河床土层内12 m。

纵横梁拼装支架跨越结构采用2榀3排单层贝雷桁架纵梁,对应纵横梁格的2道边纵梁位置布置。为满足支承贝雷桁架纵梁需要,在上下游的支墩之间设置1榀两排单层贝雷桁架连系梁,并在钢管桩上设牛腿和分配梁用于支承连系梁。待纵横梁格全部安装就位后,接长钢管桩至拱肋拼装支架设计标高,支墩顶部设置纵横分配梁使各根钢管桩均匀承载,上下游两支墩之间采用3排单层贝雷桁架梁连接,用于安装拱肋定位胎架,拱肋定位胎架定位后采用角焊缝与贝雷片上弦杆焊接牢固。

上下层贝雷片或贝雷片与分配梁连接采用U形螺栓将上层贝雷片的下弦杆和下层贝雷片的上弦杆或分配梁扣死,并为提高钢与钢接触的摩擦力,在接触面之间夹垫一块2 mm厚的石棉垫。

支墩设计已具有足够的强度和刚度,为了提高支墩的稳定性、整体性及抗风能力,水面外露钢管之间采用[10和[22型钢作支撑。支墩按常州地区历史上100年一遇的基本风压进行抗风稳定验算,为进一步提高其抗风稳定性,在支墩顶面拉设ϕ22钢丝绳缆风,钢丝绳与地垄之间采用10 t倒链连接,通过倒链拉近钢丝绳并对钢丝绳施加一定限度的预拉力。

岸上支墩基础采用截面尺寸为4.0 m×5.0 m×0.5 m的明挖扩大基础,每个基础下打入18根4 m长ϕ20木桩加固地基,基底铺垫0.3 m厚碎石褥垫层,基础地层配置ϕ12间距150 mm×150 mm的钢筋网片,基础顶面预埋钢板用于焊接固定支墩钢管。

3 拱脚单元安装

安装拱脚单元前,应预先将永久支座安装就位。支座安装前,采用全站仪测量放样出支座纵横“十”字轴线,并且采用红油漆标明固定、横向活动、纵向活动和双向活动不同类型支座的对应位置,支座安装就位后经监理工程师验收合格后方可进行拱脚单元安装。

拱脚运输至现场后,采用150 t浮吊直接吊装至永久P4,P5墩上,安装吊点采用钢构厂出厂吊装吊点。拱脚单元安装采用桥墩纵横轴线控制位置,预先放设出P4,P5桥墩的纵横轴线护桩,安装时,采用2台经纬仪同时观测指挥安装。

拱脚单元安装偏差控制:同端两拱脚底面高程允许偏差±5 mm,同片拱肋两拱脚允许高差不大于20 mm,同片拱脚纵轴线允许偏差不大于20 mm,两端拱脚单元横轴线间距(桥梁跨度)偏差±10 mm。

4 桥面系纵横梁格拼装

桥面系纵横梁安装前应全部运至施工现场进行预拼装,预拼装完成后再进行安装。每节段梁格采用单台150 t浮吊吊装,为了控制梁格变形,每段梁格设8个吊点。经计算吊索采用工程抗拉强度1 570 MPa的6×37+FC型ϕ22钢丝绳插编。150 t浮吊的起重参数见表1,梁格吊装时,浮吊的技术状态为50 m扒杆成55°倾角作业,吊装时,必须有专人防护,严防浮吊碰撞河中支墩。

梁格安装由两端拱脚处同时往跨中对称拼装,梁格吊装至安装支架上后,每隔3 m设一平面尺寸为600 mm×600 mm的方木垛子将横梁垫高至设计标高,每段梁格标高、轴线和吊耳位置调整满足达到设计和规范要求后,经监理工程师复测、验收后进行对接焊缝施焊。焊接时,为防止焊渣掉入河中危及行船安全,在焊接位置采用2 mm厚白铁皮制作铁盒悬挂于焊缝位置下方,如图1所示。

5吊杆安装

为确保工程质量,吊杆委托制造厂家负责制作和安装。岸上已组装好的拱肋总装节段吊装前,应预先将吊杆上接头安装吊挂于拱肋上,待落架并初次张拉系杆后,进行吊杆与系杆连接耳板的销接安装。安装完后调整吊耳的标高,分别从中间向两侧调整,对称进行。

6结语

该桥于2008年10月开始拼装施工,2008年11月30日落架完成,全桥于2009年1月1日正式竣工。通过质量监督单位的检测,各项质量指标符合要求。

摘要：以某提篮式系杆拱桥为例,结合工程实际情况,从桥位拼装支架,拱脚单元安装,桥面系纵横梁格拼装,吊杆安装四方面系统地介绍了提篮式系杆拱桥的施工工艺,为今后同类桥梁工程积累了施工经验。

关键词：提篮式系杆拱桥,拱脚,纵横梁,吊杆

参考文献

篇4：系杆拱桥施工关键技术

【关键词】苍溪县嘉陵江三桥；钢管系杆拱桥；张拉特点；施工关键点

在道路、桥梁工程施工的过程中，为了保证施工质量，需要加强施工技术和施工工艺的控制，但是在实际工作的过程中，桥梁工程的施工还是护受到一定因素的影响，为此需要将桥梁工程的施工方案和结构设计进行优化改进。钢管系杆拱桥结构成为桥梁工程中的一种优化设计方案，将钢管系杆拱桥应用的实际桥梁工程施工中，尤其是大跨度桥梁，需要加强其张拉，保证桥梁施工质量，本文以苍溪县嘉陵江三桥为例，进行钢管系杆拱桥张拉特点、施工关键点的分析研究。

一、钢管系杆拱桥实例分析

为例研究钢管系杆拱桥的张拉特点和施工关键点，我们以苍溪县嘉陵江三桥为例进行分析研究。苍溪县嘉陵江三桥是位于苍溪县内，其由老城区跨越嘉陵江至江南新区，该桥梁工程的施工，在老城区，采用立交工程实现主桥和滨江大道的相互连通，共有A、B两座桥，整个桥梁工程的全长为1.0075km，为了方便施工，将桥梁的桩基按照KO+OOO～K1+007.50为起止桩号的形式进行命名。

苍溪县嘉陵江三桥的A匝道桥，其人行道的设计为楼梯形式，从交界墩处到滨江路，行驶到该路段的机动车辆、非机动车辆，通过该桥进行上下运行，其中非机动车辆和机动车辆的行驶车道中间施工活动栏杆进行隔离。苍溪县嘉陵江三桥的B匝道桥，其人行道和非机动车辆的通行道，以楼梯的形式，同A匝道桥一样，有交界墩处到滨江路，但是非机动车辆需要推行上下桥梁。

苍溪县嘉陵江三桥的主桥由不同规格的连续梁、简支梁、系杆拱桥、简支T梁、连续箱梁等组成，整个桥梁的主线桥长达883.94m，在桥梁的起点采用的是桩柱式桥台，终点采用的是肋板式桥台。而A匝道桥全长为216.44m，B匝道桥的全长为128.44m。在苍溪县嘉陵江三桥施工中，主线桥的桥墩采用矩形空心薄臂墩，一组拱肋一个桥墩，在横向上通过拱座连接成为一体。考虑到水流作用力，为了减小水流阻力，对桥墩的四角进行圆角处理，而基础施工采用群桩接承台，承台的高度设计为5.0m，桩基的直径设定为2.2m，苍溪县嘉陵江三桥主桥合计为36根桩基。

苍溪县嘉陵江三桥的引桥和匝道桥，采用的是圆柱形桥墩接钻孔桩基础，而桥台的施工，采用的是桩柱式桥台，从经济的角度对苍溪县嘉陵江三桥进行设计，行车速度设计为40km/h，桥面的宽度设计为34m，桥梁的载荷为公路—级。

苍溪县嘉陵江三桥为钢管系杆拱桥，在施工中张拉条件非常关键，为了满足桥梁工程的施工要求和施工质量，针对苍溪县嘉陵江三桥施工需要加强控制。

二、钢管系杆拱桥张拉特点以及使用关键点

我们以苍溪县嘉陵江三桥为例，针对钢管系杆拱桥的张拉特点和施工关键点进行分析，以上我们认识和了解了苍溪县嘉陵江三桥工程的基本信息，之后针对苍溪县嘉陵江三桥的施工关键点等内容进行分析研究。

在苍溪县嘉陵江三桥施工中，施工的关键点有4个：索塔拼装、拱肋吊装、钢管混凝土灌注、吊杆横梁安装、系杆安装及张拉。在主桥施工中，苍溪县嘉陵江三桥的主线桥中的拱肋和吊杆横梁采用的是缆索系统吊装，与道路没有直接相连的桥梁部位，采用的是钢管立柱，其他地段采用的碗口式的脚手架。

苍溪县嘉陵江三桥的桥梁以（2x15+20+3x15+6x20）m连续梁+（15+4x20+15）m连续梁+（2x27）m连续梁+27m简支梁+254m系杆拱桥+2x50m简支T梁+6x20m连续箱梁为施工结构，有7个部分组成，在桥梁的支架搭设施工中，需要根据桥梁的每个组成部分的性质和位置设置钢管立柱。苍溪县嘉陵江三桥的钢管立柱横向和竖向连接在一起，在完成支架的搭设布置之后，要对钢管立柱形成的支架，进行预压加载，将钢管立柱的非弹性变形消除，直到钢管支柱的变形在5mm以下，就可以认为钢管立柱支架的变形基本上稳定[1]。

苍溪县嘉陵江三桥的上部结构中，拱肋为钢管混凝土结构，其主孔跨度为254m，设计计算中的跨径为240m。在主跨施工的过程中，每组拱肋上下各两根钢管混凝土弦管，在横向的连接，采用的横联钢管连接，竖向的连接，采用腹杆钢管连接。在吊杆施工中，吊杆间距设置为7.9m，吊杆处的竖向腹杆间，设置加强的钢板，加强拱肋之间的连接。

系杆施工中，采用的是具有高强度的低松弛钢绞线组成的拉索，在施工的过程中，采用钢箱对系杆进行防护，并设置混凝土保护盖板。本次桥梁施工中在其系杆端部设置的有防腐设置，可以进行重复张拉以及各项功能的转换，系杆的最大索利达到了3036kN，破断索力为9635kN，安全系数达到2.98。在桥梁施工中，使用的拱肋钢管、砼、水泥、防水材料、钢筋、钢绞线等质量符合国家标准，且符合桥梁施工使用要求。

本次研究中的苍溪县嘉陵江三桥，由主桥、引桥、匝道桥等组成，引桥、匝道桥的设计，为简支T梁、连续梁、简支梁，不同的匝道桥，施工阶段不同，B匝道桥在施工的过程中，为了便于行人和非机动车的通行，设置了人行桥，而A匝道桥施工中，设置的是行人、非机动车辆并行下桥方式，在机动车辆和非机动车辆形势道中间，使用活动栏杆进行隔离。

在桥梁的主拱施工中，采用吊装、扣挂等方式，完成施工，在桥梁工程施工中，不同的吊杆加载方法，对吊杆产生的影响不同，所以在各个施工阶段均需要对吊杆的张拉力进行实时的监控和调整，要避免在施工中出现局部吊杆张拉力过大，影响桥梁的拱肋线形、桥梁的正常使用。所以在苍溪县嘉陵江三桥吊杆施工中，对其施加的预应力要交叉、对称的进行，而需要严格的按照苍溪县嘉陵江三桥的施工设计图，按照张拉的顺序和张拉力要求进行施工。在张拉结束之后，需要对吊杆进行防腐处理，还需要对拱肋钢管进行防腐涂装。

在苍溪县嘉陵江三桥系杆张拉中，影响张拉的因素有张拉次数、张拉时机、张拉顺序、张拉设备、张拉人员等[2]，这些都会影响张拉的质量和效果，在苍溪县嘉陵江三桥施工的过程中，需要严格的控制施工全过程的系杆张拉影响因素，有效的控制张拉，为苍溪县嘉陵江三桥制定、选择一个最佳的系杆张拉方案。

三、小结

随着经济的发展，道路、桥梁的施工技术不断的进步，在基础工程施工中产生了众多施工技术和施工工艺。桥梁施工现在已经实行钢管系杆拱桥结构，在该类型桥梁施工中张拉、施工技术和施工工艺，是决定桥梁施工质量的关键，在施工的过程中，要严格的控制施工关键点，将影响系杆张拉的因素消除，保障钢管系杆拱桥的施工质量和安全性。

【参考文献】

[1]张连海.钢管混凝土系杆拱桥施工过程关键技术分析研究[D].苏州科技学院.2011

篇5：钢管混凝土系杆拱桥拱肋施工控制

钢管混凝土系杆拱桥拱肋施工控制

本文通过对杭州市钱江四桥上部钢管拱桥拱肋安装特点的分析,结合施工实际,提出了施工控制的措施,对拱肋安装的实施具有指导意义.

作 者：贾兵团 作者单位：中交第二公路工程局有限公司刊 名：城市建设英文刊名：CHENGSHI JIANSHE YU SHANGYE WANGDIAN年，卷(期)：2010“”(11)分类号：U4关键词：钢管拱肋 无支架 悬拼安装 控制

篇6：系杆拱桥施工关键技术

铁路大跨度钢管拱混凝土系杆拱桥拱肋混凝土倒注技术

铁路大跨度钢管拱桥,由于其跨度大,外观美观,在铁路建设中较为常用.但系杆拱拱肋混凝土的倒注施工由于施工难度大,对倒注设备性能要求良好、混凝土坍落度要求合理、倒注时间必须连续,由于高空作业,安全防护要求高,成为铁路大跨度钢管拱混凝土系杆拱桥施工的控制性工序.本文通过对太中银铁路跨石中高速公路特大桥(60+96+60)M三跨连续梁钢管拱内混凝土倒注技术的总结,介绍了大跨度中承式钢管混凝土浇筑的.的方法 及要求.对类似工程的施工有一定的指导作用.

作 者：王登琴 作者单位：中铁二十一局集团第四工程有限责任公司,青海,西宁,810006刊 名：甘肃科技纵横英文刊名：SCIENTIFIC & TECHNICAL INFORMATION OF GANSU年，卷(期)：38(3)分类号：U4关键词：钢管拱 混凝土 系杆拱 倒注 施工技术

篇7：斜系杆拱桥及内力分析论文

关键词：斜系杆拱桥结构分析内力特性

一、前言

随着我国公路事业的迅速发展，我国的桥梁建设亦突飞猛进。在理论研究、设计施工技术及材料研究应用等方面都取得了快速的发展和提高，桥梁结构形式也在不断地被赋予新的内容和活力。正由于钢管混凝土、预应力技术和各种桥梁施工方法等在下承式系杆拱桥中的应用，同时由于其自身的结构特点，使该结构在国内各地得到越来越多的应用和研究。

下承式系杆拱桥较多的做成两片拱架结构，或者做成单承重面拱架结构；当桥面宽度较大时，有时设置三片拱架，或者做成分离的两幅系杆拱桥。该桥型一般都是正交布置的结构形式。由于近年来公路等级的提高，路线线形技术要求也相应提高了，使路线与河道经常形成斜交的情况，对于40m跨径以内的桥梁，根据需要，一般可以把桥梁布置成与路线一致的斜交结构形式，像斜板梁桥、斜T梁桥及斜组合箱梁桥等。更大跨径时，斜支承连续梁桥及斜连续刚构桥等也可采用，并已有一些这方面的桥例，在拱式体系中，有斜上承式肋拱桥。斜石拱桥等形式。这些构造处理可以缩短桥长、路桥连接顺畅、减小全桥工程量、节约造价。而当路线与河道为斜交时，从总体上考虑采用系杆拱桥结构形式时，譬如主跨要求较大而又不需做边跨、通航要求较高、桥面标高受到限制等时，若斜交正做，则肯定要加大桥梁跨径，这样使得系杆及桥面加长，桥面板及内横梁数量增加，吊杆数也要增多，拱肋跨度必然加大；同时由于跨径变大，使得结构内力增大，材料用量增多；且支座设计吨位变大，加大下部结构造价。因此，斜系杆拱桥这种结构形式便应运而生了。

但斜系杆拱桥目前几乎还很少有建造的桥例，也较难收集到这方面的资料，只是设计人员在布置系杆拱桥桥型并遇到路线与河道斜交时，经常会提出斜系杆拱桥这种想法。但因为正交系杯拱桥与其他常用桥梁结构形式相比修建仍是要少；再者系杆拱桥跨径一般做得较大，在上述情况下，往往就会用斜交正做的方法来处理，故修建得较少。

斜系杆拱桥与正系杆拱桥相比，其构造必然地要发生变化，像桥面系构造、横梁及风撑与系杆或拱肋相交结点、预应力钢束锚固构造等，都必须作相应的特殊处理。桥面系横梁的计算长度由于斜交而增大了，且与系杯斜交故会呈现出与正系杆拱桥不同的内力特性。

本文采用空间分析方法仅对斜系杯拱桥的恒载内力进行分析探讨，以得出一些定性的内力特性。

二、分析模型

系杆拱桥主要是由杯件组装而成的一个空间杆件体系，主要承重体系为拱架，由系杆。拱肋及吊杆组成，作用在桥面系的恒活载由桥面板经横梁传给拱架结构的系杆上，并通过吊杆传至拱肋。就目前较多采用的刚性系杆刚性拱形式的系杆拱桥来说，作为连接两片拱架的桥面系横梁，由于系杆对横梁的扭转约束作用，横梁两端支承情况既不是简支也不是固端，而是处于两者之间的一种弹性嵌固约束状态。横梁瑞部承受的弯矩作用于拱架的系杆上即为系杆结点所承受的扭矩，故拱肋和系杆截面除了作用有弯矩、剪力及轴力外，还作用有扭矩。斜系杯拱桥在构件组成上与正的没有什么区别。主要是横向连接杆件像桥面系横梁及拱肋上风撑相应于系杯及拱肋由于非正交而形成一斜交角度。桥面系中桥面板也因作为支承的横梁斜置而必须设计成斜板结构，但斜板跨径在系杆拱桥中由于横梁间距不大（一般为4～8m），故与一般斜板结构没有什么大的构造及受力区别，但横梁斜置后却使横梁传给系杆结点的作用力发生了某种变化，横梁计算跨径加大了，横梁与系杆的相互约束情况也由于斜交角度的大小变化而与正交时不同了。同时定性分析，横梁上可能会产生正交时所没有的扭矩，从而使系杆各结点上作用有附加弯矩。因此，要了解各构件内力随斜度变化的内力特性，必须从整体结构采用空间杆系有限元方法来考虑.为了把力学分析数量化，以便更清楚地反映出结构随斜交角度变化的内力特性，以一计算跨径为60m、垂直宽度为12m的双肋刚性系杆刚性烘的系杆拱桥作为结构分析模型。

吊杆间距为5m，矢跨比采用1／6，拱肋上设三道风撑，拱肋轴线方程为二次抛测线，斜度α取值为0度，10度，15度，20度，25度，30度，35度，40度及45度。

桥面铺装及行车道板重量经计算，作用在每道内横梁上的均布线荷载为41.00kN／m，端横梁上为20.50kN／m。

三、恒载内力特性

采用空间杆系有限元计算程序，对不同斜度α时进行结构计算，通过整理分析，归纳出斜系杆拱桥各类构件的恒载内力的主要特性。

l．拱肋

（1）一片拱架的拱肋轴压力在恒载作用下由斜度而呈现出不对称性。对某一截面而言，其轴压力随斜度α增大而增大。且增值Δ越来越大，桥面钝角侧半供轴力比桥面锐角侧相应轴力要略小，最大轴压力均发生在左、右两拱脚截面。

（2）拱肋竖平面内截面弯矩随α变大而变大，且增值也增大，左、右半拱对应截面弯矩除α=0度外呈不对称性，最大弯矩值发生在锐角侧拱脚截面。

（3）拱肋上有侧向弯矩，钝角侧半拱要大于锐角侧半拱对应位置处的值。最大值发生在拱脚截面，相对于面内弯矩而言是较大的，甚至超过其量值，在设计中应高度重视。

（4）其他内力项基本上也有类似的情况，但数值均较小，影响不大。

（5）当斜度a＞0度时，在恒载作用下，各项内力已不同于0度时的对称分布状态，在两片拱架的拱肋中呈现对角对称现象。

2．系杆

（1）系杆在对称截面上各项内力除α=0度外呈现出不对称性，两片拱架的系杆内力呈对角对称现象。

（2）系杆轴向拉力在各截面上随斜度α增大而增大，最大增加14.4％，且增长幅度也逐渐加大，钝角侧半跨拉力比锐角侧要小一些。

（3）系杆面内弯矩当α=0度时，最大弯矩值在1/2L处；当α逐渐增大时，从钝角侧系杆0及3/4L处的弯矩值也相应增大，而1/4L,1/2LL处弯矩则逐渐减小。在0处弯矩最大增长65％，L处最大减小9.9％，而1/2L处则减小9.6％。

（4）系杆侧向弯短随斜率。增大而增大，最大值发生在系杆两端截面，钝角测系杆端部测向弯矩增长速度略快，其量值几乎达到系杆面内弯矩最大值的一半，值得重视。

（5）系杆扭矩也随α增大而增大，钝角侧半跨比锐角侧半跨增长速度快，故其扭矩值比锐角侧半跨相应截面的要大，最大扭矩值发生在钝角侧系杆端部截面。

3．吊杆

（l）除α=0度外，吊杆拉力呈不对称性，但差值不大。

（2）同一吊杆拉力随斜度α增大而增大，且增长幅度略有变大的趋势，拉力最大增加18%。

（3）吊杆拉力最小值发生在两侧边吊杆上，最大值一般发生在从桥面锐角侧的1/4L处吊杆上，其余吊杆拉力在同一α值时相差不大。

4．横梁

（1）在α=0度时，每道横梁两端及对称位置处横梁内力是对称的，并且无扭矩；跨中横梁的梁端负弯矩值最小，使得跨中横梁的跨中正弯矩最大，在端横梁的梁端产生最大的正弯矩。

（2）当α＞0度时，所有对称位置横梁两端内力呈对角对称分布。

（3）梁端竖剪力随斜度α增大而增大，最大增加29.5%。

（4）内横梁梁端负弯矩随α增大而增大，但最小值仍然发生在跨中横梁上。端横梁桥面钝角侧梁端弯矩从α=0度时的正弯矩随α增大而逐渐变为负弯矩，且绝对值在逐渐增大。

（5）当α＞0度时有α=0度时所没有的横梁扭矩，在每道横梁的两端及对称位置横梁扭矩是对称布置的。当α增大时，相应的扭矩也变大，但幅度不是很大；在某斜度时，各横梁扭矩除端横梁上略小外，其余横梁上扭矩相差不大，当α＝45度时，横梁扭矩值与横梁端最大弯矩值相差不多，有的位置甚至还大，应予重视。

5．风撑

根据各个斜度时求得的三根风撑内力可知，基本上只有轴力作用，其他内力很小，轴向力随α变大而略有增大，对拱肋侧向弯矩大小有显著影响，相当于在拱肋上施加了一横向集中力，而对结构其他恒载内力影响不大。

6．支座反力

（l）一根系杆桥面钝角及锐角侧支座反力均随斜度α增大而增大，当α＝0度～45度时，各自增大16.9％及11.0％。

（2）在某斜度时，钝角侧支座反力比锐角侧要大一些，其增值随α增大而增大。

四、结束语

目前，40m跨径以内已有较多斜交结构形式，而在40m以上跨径，斜交结构做得较少，一般皆布置成对正交结构，同时可选的斜交结构形式也较少。但随着桥梁建设的发展及系杆拱桥更多的应用与建造，中等跨径斜系杯拱桥也有必要去研究和探讨，丰富桥梁结构形式，以适应实际需要，在特殊情况时，可为中等跨径斜交桥梁提供一种可选形式。

篇8：系杆拱桥整体拖移施工技术研究

主桥采用L=168 m刚架式钢管混凝土系杆拱桥。主桥长172 m, 桥面宽24 m。工程为湖南省首个同时“跨江、跨城市主干道、跨铁路”的“三跨”工程, 桥梁跨江又穿经交通量密集的既有线路和城市干道, 是国内第二大跨度的下承式钢管混凝土系杆拱桥。项目具有以下重难点:

1) 本次系杆拱梁的平移要跨越十数条火车轨道, 距离较长。

2) 平移的系杆拱梁, 重量和面积大, 需要使用的设备多, 控制就位困难。

3) 在平移施工过程中, 走行轨道可能出现明显变形, 需要制定相应的位移补偿措施。

4) 系杆拱桥处于车站客车到发场和客车整备所, 站内有多条线路。铁路客、货运营极为繁忙, 列车调车频度高, 且站场两侧存在大量的地上地下管线。

5) 安装就位精度的要求较高, 需要采用能够进行调整拱架多个方向位移的设备。

2 整体拖移施工方案

该桥横跨车站工作场所, 为了保证站内各火车线路的正常运行, 在进行梁体施工前, 先要在铁路上方搭设防护系统。在桥梁拖移前, 必须完成纵向钢桁梁立柱、防电板的安装、门式吊架的安装。

2.1 系杆拱梁平移施工的主要流程

在施工材料、设备及人员进场之后, 在进行系杆拱桥的主拱平移之前, 需要同时进行三方面的工作:一方面, 完成万能支架的拼装, 对重物移位器进行位置固定和安装, 对主拱拱趾进行水平张拉, 拱圈进行部分拼装, 安装移梁支架抄垫结构, 安装主拱后对主拱拱脚进行水平张拉, 完成主拱牵引系统的安装, 对主拱平移的系统进行进一步调试;另一方面, 在移梁跑道桁架拼装完成后进行跑道预加载试验, 试验结果满足要求后进行移梁跑道桥面系的安装, 最后对完成安装的移梁跑道桁架进行纵移;还有一方面是对移梁施工的工程监测, 需要同时进行对主拱线性、移梁的各个支点沉降值、主拱移梁各节点的应力、移梁支架应力、移梁跑道桁架应力的监测。完成这三方面工作之后进行主拱的平移, 使主拱就位, 对主拱位置进行三维精调, 灌注拱肋钢管混凝土, 将主拱与桥面连接。在系杆安装与调试后拆除移梁支架, 同时对系杆安装的施工进行系拱索、主线桥面线性、主拱应力的监测。最后进行成桥试验, 检验施工质量。

2.2 系杆拱梁平移施工具体方案

搭设防护系统, 浇筑平移临时支墩, 在支墩上安装纵桁梁、安装移梁跑道、重物移位器和万能杆件拼接成的支架。部分拱肋完成拼装之后, 进行整体拖移, 对拖移后的拱肋做三维调整, 使其与剩余拱肋拼合对接。在对接成功后, 灌注拱肋混凝土, 拆除之前安装的万能杆件支架及纵桁梁。

具体施工过程分为以下五个阶段:

第一阶段:移梁临时支墩施工。

在图示规定位置施工纵移临时支墩, 完成的临时支墩必须保证单处的工作承载力, 且在荷载的作用下沉降值必须小于1 cm。布置位置如图1所示。

第二阶段:钢桁梁施工。

1) 对立柱的处理。钢桁梁跑道采用分段拼接后纵向拖移的办法, 在拖移过程中会出现较大的水平力, 为了抵消水平力, 在主墩一侧的临时支墩上的立柱之间设置剪力撑。若出现立柱纵桥向宽度较小, 可在两立柱顶设置一道水平连接。

2) 布置拖移装置。在每组立柱顶端设置4个倒置滚轮, 滚轮的底座与立柱顶端连接固定, 桁架底倒放钢轨, 钢轨与桁架固定。采用卷扬机纵拖, 每侧布置一台30 t拉力设备, 通过导向轮拖移桁架前移。

3) 桁架拖移就位。桁架通过三次拼装拖移就位。第一段于引桥及地面上预先铺设好枕木, 分节进行拼装。完成后用吊机安装拼接横向联系梁。其中第一条联系梁暂不拼接, 等桁架拼装完毕后再拼接。第一段拼完后纵移到位。第二段采取相同方法拼装, 到位后与第一段进行连接。此时第一条横向联系梁利用吊机拼装, 在主墩位置将跑道与主墩连接, 将滚轮锁死, 并在滚轮下加以抄垫。最后安装好横向联系梁的牛腿 (见图2~图4) 。

第三阶段:拼装龙门吊吊装拱桥钢横梁。

钢桁梁跑道安装纵移完毕后, 在跑道上拼装龙门吊, 利用龙门吊吊装拱桥钢横梁。

第四阶段:拼装支架及拱肋。

首先在跑道东侧拼装第二节拱肋下的支架。在支架拼装完毕后, 使用吊机吊装拱肋, 拱肋吊装纵移。继续安装第三至六节拱肋支架及拱肋并继续向西纵移。纵移到位后安装第七节拱肋, 安装张拉纵向系杆、竖向系杆, 最后吊装纵梁、对桥面系进行施工 (见图5~图7) 。

第五阶段:拆除支架及跑道钢桁梁。

在拱桥主体施工完毕后拆除支架体系, 将跑道梁按照拼装纵移的逆顺序进行纵移分离为两段后拖拉拆除。

3 施工主要工艺

3.1 万能杆件支架

万能杆件是施工中的一种常备式杆件, 主要用来拼装工程中的临时使用的辅助钢结构。一般万能杆件均按2 m节间进行拼装, 受力模式为二力杆。与其他结构形式相比, 万能杆件体系具有结构受力清楚、拼装方便、形式多样、可悬拼跨度大等优势。本工程的支架及走道均采用万能杆件。

3.2 动力系统

纵移施工中动力系统采用的是PLC控制系统。其控制方法包括位移控制、顶力控制及力与位移双控制。位移控制中, 位移传感器将各点位移值输入到PLC系统, PLC系统通过“冒泡排序法”比较寻找大小值及之间的差值, 统计出各点位移值的平均值, 大于平均值放慢, 小于则加快。然后由PLC系统控制高频阀进行超限停机和流量控制;顶力控制中, 压力传感器将各点顶力值输入PLC系统, 在系统中与各计算允许值比较, 通过报警停止和继续加力实现压力控制;双控方式以位移控制为主, 压力控制为辅。

移梁阶段, 梁体姿态控制采用12点同步。其中以力控制为主, 位移控制为辅, 以容许承载力来控制承重后的各支点实际承载力。位移控制采用绝对姿态控制, 通过静力水准仪测量, 误差超过5%后, 则需要对其进行调整。移梁牵引动力, 采用4点同步控制系统。其中以位移控制为主, 力控制为辅。位移同步精度控制在±2 mm以内;力以超过计算控制力15%则停止拖拉, 查找原因。主拱安装时的三维精调, 采用48点同步顶推, 精度控制在±2 mm以内。

4 施工监控

梁体拖移时, 在拱桥主拱上布置五个反光标。采用全站仪定时进行测量 (每个行程测量一次) , 从而达到对主拱线形的监控。主拱移梁支撑点处设置静力水准仪, 桥墩或远端固定安装基准点, 在梁体拖移时进行沉降监控。主桁架梁、支撑塔架通过检算后, 对最大拉杆及压杆需进行应力监控。主拱应力监控分6个截面, 每个截面上下分别布2个应力点, 各截面需8个应力点, 共48个应力点, 如图8所示。

主拱安装过程中, 系杆应力随时在变化, 故需对主拱系杆在安装过程中进行全程监控, 监控内容包括:主拱圈线形;主拱应力;桥面线形;索力。

5 结语

1) 在拱肋平移过程中, 重物移位器在钢桁梁的不同位置产生的挠度不同, 因此在施工过程中需要时刻对桁梁的挠度进行监控, 出现偏差后需要及时补偿。

2) 在施工过程中发现大雾、大雨及6级以上大风时, 不适宜进行平移钢梁相关的作业。

3) 刚架式系杆拱桥整体拖移技术在复杂环境下为新建桥梁提供了一种新颖实用的技术, 并且为工程节约大量的资金, 大大缩短了工程工期, 降低了对环境的影响。

摘要：通过湖南某火车站内拱桥的施工实例, 对跨繁忙既有车站系杆拱桥整体拖移技术进行了研究, 该技术运用万能杆件拼装拖移平台, 采用PLC控制系统进行拖移定位, 对主拱和桥面线性、沉降及应力进行监控, 保证了拼装的精确性。

关键词：整体拖移,万能杆件支架,PLC控制系统

参考文献

[1]GB 50017-2003, 钢结构设计规范[S].

[2]GB 50205-2001, 钢结构工程施工质量验收规范[S].

[3]刘晓初, 杨寿忠, 黄泽成, 等.万能杆件结构设计方法探讨[J].基础与结构工程, 2010 (1) :115-118.